淺析硅表在發電廠中的應用

摘 要：核電、燃煤發電、燃氣發電、垃圾焚燒發電等其原理都是將其他形式的能量核能、熱能通過加熱水，將水轉換為蒸汽，利用蒸汽的動力沖轉汽輪機，再由汽輪機帶動發電機發電，最終實現能量的轉換。在這個過程中有一個很重要的水汽循環：原水經過處理變為合格的除鹽水，除鹽水經過加藥處理加熱后變為蒸汽，蒸汽做完功以后經過冷凝變為凝結水，凝結水再經過高速混床處理變為合格的除鹽水循環使用。在整個水汽循環過程中，水汽高溫高壓在各種管道中流動，對水質的要求就很高，其中重要的一個參數就是二氧化硅的含量。一旦二氧化硅含量超標將造成管道、凝汽器、汽輪機葉片等重要設備腐蝕、結垢，輕則影響發電效率，重則引發爆管等惡性事故。結合本人十多年在線化學儀表維護經驗，文章將簡單介紹硅表在發電廠的應用及維護注意事項。

關鍵詞：發電廠;硅表;維護

一、 硅表在發電廠的應用

（一）制水車間

制水車間也稱化水車間，即“化學水處理車間”。其作用是將江海湖泊等提取的“原水”經過各種物理、化學工藝處理后，凈化為工業水、生活水、除鹽水。常見的水處理工藝有全離子交換、“反滲透+離子”交換、二級反滲透、反滲透+電除鹽。

1. 制水車間硅表的測點：陰床出口、混床出口、電除鹽出口。

2. 陰床出口硅表作用：陰床出口硅表的作用是監測陰床是否失效，一般來講在陰床失效初期，水樣中的二氧化硅含量會有明顯升高。二氧化硅含量超標報警會提醒運行人員關注陰床運行情況，及時切換陰床并對失效陰床進行再生。

3. 混床出口、電除鹽出口硅表：監測混床、電除鹽出水水質，合格的除鹽水將輸送到除鹽水箱備用。

（二）汽水取樣間

汽水取樣間是發電廠在線化學儀表最為集中的地方，從凝結水到除氧器、省煤器、蒸汽、閉冷水等水樣均會引到汽水取樣間測量。

1. 汽水取樣間硅表的測點：爐水（汽包爐）、省煤器入口、飽和蒸汽、過熱蒸汽。

2. 爐水硅表作用：監測爐水水質，二氧化硅含量過高會直接影響蒸汽品質，運行人員可參考爐水二氧化硅含量對爐水進行排污、聯排等操作。

3. 省煤器入口：監測給水二氧化硅含量，該測點二氧化硅含量會影響爐水二氧化硅含量。

4. 飽和蒸汽、過熱蒸汽：二氧化硅含量能直接反應蒸汽品質，如果含量過高，可能會導致汽輪機葉片積鹽，影響發電效率。

①凝結水精處理：蒸汽在汽輪機做完功以后，經過冷凝器重新凝結為水，經過高速混床處理后變為合格的除鹽水，加藥處理后循環使用。

②精處理硅表測點：高速混床出口、精處理出水母管。

5. 作用：監測高速混床是否失效。供運行人員判斷是否切換混床。

二、 硅表介紹

（一）硅表測量原理：在水樣中加入酸性鉬酸鹽，經過一定時間的化學反應，水樣中的二氧化硅會與鉬酸鹽生成硅鉬黃。加入隱蔽劑消除磷的干擾，穩定會后將此時混合液的吸光度記為空白值，再加入還原劑將黃色的硅鉬黃還原為硅鉬藍，穩定后記錄此時的吸光度。前后吸光度的變化與二氧化硅濃度成比例關系，根據朗伯-比爾定律即可計算出水樣中二氧化硅的濃度。

（二）硅表測量過程：一個典型的二氧化硅分析過程基本如下：取樣→沖洗→排放→取樣（定容：固定水樣體積）→加入試劑1→攪拌混合→加入試劑2→攪拌混合→等待（吸光度穩定）→記錄空白值→加入試劑3→攪拌混合→等待（吸光度穩定）→計算最終吸光度→顯示測量值→取樣→沖洗。

（三）常見硅表品牌及型號：Honeywell2341、ORION2230XP、SWAN AMI、HACH9610等。

三、 硅表常見故障及解決思路

（一）校驗錯誤

1. 試劑失效：連續測量情況下，硅表試劑一般正常使用30～45天左右，受試劑本身及空氣中灰塵等影響，試劑會逐漸失效。

2. 標準溶液失效或配置錯誤：標準溶液一般用母液稀釋，取量一定要精確，建議用移液槍取樣。另外容易犯的錯誤是母液濃度要分清楚是以“硅”計算還是“二氧化硅”計算，兩者差別很大。

3. 試劑、標準溶液未能正常加入：可通過儀表硬件檢測功能觀察試劑加入情況。

4. 光度計故障：可通過向測量反應池加入除鹽水、手工顯色后的水樣來觀察儀表吸光度值的變化，從而判斷光度計是否正常。

5. 攪拌故障：水樣與試劑的反應需要在攪拌狀態下完成，攪拌故障會導致反應不充分，測量吸光度小，從而導致校驗錯誤。可通過儀表硬件測試檢查攪拌器是否工作正常。

（二）測量不穩定

1. 測量反應池臟：需要清洗車輛廠。

2. 水樣中有氣泡或顆粒雜質。

3. 測量槽密封不嚴有漏光：外接光線干擾，吸光度無穩定。

4. 蠕動泵管變形：導致甭管壓不緊，水樣回流，測量槽出現空的現象。這種情況查看測量歷史數據會發現儀表間斷出現測量為零或者測量值很大的現象。這種情況下需要更換蠕動泵管。

四、 硅表維護注意事項

（一）試劑液位及更換：巡檢注意觀察試劑液位是否異常及余量是否不足。余量不足需要更換試劑，注意剩余試劑應倒掉，而不能與新試劑混合使用。停機超過1個月，投運儀表時應更換新試劑。

（二）停機管路清洗：長時間停機時，應將試劑管取出放入除鹽水中，用儀表管路填充功能，將試劑管路中的試劑用除鹽水置換出來。否則，管路中試劑可能會結晶，導致管路、蠕動泵管堵塞。

（三）啟機投運儀表：剛啟機水樣較臟，可能污染測量槽，不建議投運儀表。水樣正常投運儀表時需要更換試劑并做管路填充。儀表運行一段時間后對儀表進行校驗工作，檢查儀表的線性及測量準確性。

（四）蠕動泵管的更換：長時間運行后，蠕動泵管彈性變差，會導致試劑、水樣不能正常加入甚至回流。半年左右應更換一次蠕動泵管。

（五）試劑選擇：盡量選擇廠家原裝試劑，國產試劑會因為試劑純度不夠導致測量準確性變差。

五、 結語

硅表作為發電廠五大在線化學分析儀表之一，在整個發電廠的水汽循環過程中對水質的監測起著重要的作用，是運行人員把控水質品質的重要參數之一。其連續測量數據的準確性、可靠性尤為重要。需要我們儀表運維人員盡心盡力維護好儀表，為電廠的安全經濟運行貢獻一分力量。

作者簡介：文小軍，南京華天科技發展股份有限公司。